水产动物蛋白质的营养

1、水产动物蛋白质的营养,第一节 蛋白质的组成、作用及特点 第二节 蛋白质的消化、吸收和代谢 第三节 蛋白质的需要 第四节 水生动物的氨基酸营养 第五节 评定水生动物蛋白质 和氨基酸营养价值,第二章 水产动物蛋白质的营养,第一节 蛋白质的组成和作用及特点,一、蛋白质的组成 二、蛋白质的生理 作用及特点,一、 蛋白质的组成,1、组成元素：P24 C：5055% H：6.08.0% O：1924% N：1419% S： 04% P: 01.5 N平均含量为16%，这是概略养分分析法CP含量计算的理论依据。 CP=蛋白质含N量16%=蛋白质含N量6.25,蛋白质的基本组成单位是氨基酸，主要由20种氨基酸

2、组成,2、化合物组成,二、蛋白质的生理作用及特点,1、蛋白质是水生动物主要的能量来源(P27)； 2、体组织蛋白质的更新、修复以及维持体蛋白的现状； 3、用于生长（体蛋白质的增加）； 4、组成机体各种激素和酶类等具有特殊生物学功能的物质,一、蛋白质消化的主要场所 二、蛋白质的消化过程 三、消化酶活力受到年龄大小的影响 四、消化的主要产物及吸收位置 五、蛋白质的消化率 六、含氮物质在体内分解产物,第二节 蛋白质的消化特点,一、蛋白质消化的主要场所,1、场所： 有胃鱼在胃和小肠，而无胃鱼则主要在小肠； 2、原因： （1）在有胃鱼的胃和小肠中已监测出消化蛋白的酶类； （2）鲤鱼的胰腺、小肠粘膜的提取

3、物具有蛋白酶活性，其活性最高的部位是小肠后1/3，而活性最高的酶是胰蛋白酶，活性最低的酶是寡肽酶和二肽酶,二、蛋白质的消化过程,三、消化酶活力受到年龄大小的影响,在孵化出来的几天内，分泌蛋白酶的组织没有发育完全，酶活力较低,表5-1 幼鲤小肠蛋白消化酶活力,表5-2 虹鳟蛋白酶活力与体重的关系,四、消化的主要产物及吸收位置,1、主要产物：氨基酸? 2、吸收位置：鲤鱼的氨基酸65%是在小肠的前1/2吸收,五、蛋白质的消化率,一）主要水生动物对蛋白质的消化率（表5-35-6） （二）影响水生动物蛋白质消化率的主要因素 （三）满足测定结果有意义的条件,一）主要水产动物对蛋白质的消化率,表5-3 虹鳟

4、蛋白质的消化率（体重10-155g，Cha等，1979,表5-4 斑点叉尾鮰蛋白质消化率（Wilson，1985,表5-5 鲤鱼对饲料中蛋白消化率（Ogino等，1973,表5-6 草鱼的饲料中蛋白消化率（Law，1986,二）影响水产动物蛋白质消化率的主要因素,1、个体大小 2、水温 3、蛋白质的摄入量 4、淀粉含量 5、非淀粉多糖 6、加工调质,1、个体大小,表5-7 不同体重大小对蛋白的消化率(Kitamikado，1964,2、水温,表5-8 水温对鲤鱼内源粪氮EFN、鳃氮和尿氮的影响,由于水温的增高，代谢强度增大，消化道上皮细胞的脱落和消化酶液，从体内分泌到消化道的含氮物质（EFN）

5、和氨基酸的脱落（EN）都随温度的增加而增加,3、蛋白质的摄入量,表5-9 N摄入量对鲤鱼对白鱼粉中蛋白消化的影响（Ogino，1973,4、淀粉含量,表5-10 马铃薯淀粉对20g虹鳟蛋白消化的影响（Kitamitado，1964,5、非淀粉多糖的影响,1）可溶性非淀粉多糖： 增加消化道的黏度，减少消化酶与底物的接触面积，从而降低消化率。 （2）不溶性非淀粉多糖： *作为细胞壁将营养物质包被起来，减少酶作用的底物浓度从而降低消化率 *增加食糜在消化道中的排空速度,6、加工调质,粉碎粒度对蛋白质的消化的影响度非常大。 因为： （1）水生动物通过牙和肠道的物理性消化能力很弱。 （2）使植物的细胞壁

6、受到一定程度的破坏，可以间接提高底物浓度，从而提高其消化率,三）满足测定结果有意义的条件,1、对每一个测定的数据，一定要讲究其测定条件； 2、同一种饵料在同一水生动物，不同条件下其消化率有较大的差异； 3、要搞清楚定性的影响因素,六、含氮物质在体内分解产物,表5-11鳗鱼氮代谢产物（Engin，2001,第三节 蛋白质的需要量,一、确定水生动物饲料蛋白质最适需要量的方法 二、蛋白质的需要量 三、影响蛋白质需要量的主要因素,一、确定水产动物饲料蛋白质 最适需要量的方法,蛋白质浓度梯度法： 采用不同梯度蛋白质含量的试验饲料来饲养鱼类，测定各试验组鱼类的增重率、蛋白质效率等指标，确定蛋白质的需要量,

7、二、蛋白质的需要量,表5-12 不同水产动物蛋白质的需要量,三、影响蛋白质需要量的主要因素,一）年龄和大小 （二）食性 （三）水温环境,一）年龄和大小,表5-13 不同年龄和大小的鱼对蛋白质的需要量,刚孵化出的水花，不同食性的水生动物，对蛋白质的需要量差别较小,在成鱼阶段不同种类的鱼对蛋白质需要量顺序：肉食性杂食性草食性,二）食性的影响,表5-14 不同食性建议蛋白质需要量（%）（周小秋，1996,三）水温环境,表5-15 不同水温条件下蛋白质需要量,第四节 水产动物氨基酸营养,一、水生动物的蛋白质、氨基酸代谢与N平衡 二、水生动物必需氨基酸的种类及确定方法 三、研究氨基酸需要量的方法 四、主

8、要水生动物氨基酸需要量 五、氨基酸之间的营养关系 六、氨基酸的消化率 七、合成氨基酸的应用,一、水产动物的蛋白质、 氨基酸代谢与N平衡,一）蛋白质、氨基酸的代谢,脱氨,蛋白质,氨气、尿素、尿酸等,不含氮部分,CO2 、H2O+能量,糖、脂肪,氧化分解,氨基转换,新的氨基酸,合成,组织蛋白、酶,转化,脱羧,胺类,氨基酸,含氮部分,二）氮平衡,氮平衡：指动物所摄取的蛋白质的氮量与在粪和尿中排出的氮量之差,B= I( F + U,B氮平衡 I摄入的氮量 F粪中的氮量 U尿中的氮量,式中,氮的总平衡：B = 0 正氮平衡：B 0， 表现为体重增加 负氮平衡：B0，表现为鱼体消瘦,注,二）氮的平衡（Ni

9、trogen balance,计算,二、水产动物必需氨基酸的种类及确定方法,一）水生动物必需氨基酸种类 的确定方法 （二）水生动物必需氨基酸的种类,一）确定必需氨基酸的方法,1、确定必需氨基酸的常用方法 2、目前水生动物必需氨基酸的 确定方法,1）生长实验,表5-16 生产实验的设计,1、确定必需氨基酸的常用方法,2）同位素标记实验,1)原理：鱼类是否可以利用碳水化合物合成氨 基酸。 2)方法： 给试验鱼注射14C标记的葡萄糖，分离组织蛋白并测定其放射性，具有放射性的氨基酸是鱼体以自身已具备的物质合成的，不是必要的食物成分，因此是非必需氨基酸；不具放射性的氨基酸不是在鱼体中合成，而是直接从食物

10、中得到的，为必需氨基酸,2、目前水产动物必需氨基酸的确定方法,1）生长试验： 斑点叉尾鮰、鲑鱼、鲤鱼、鳗鱼、虹鳟、罗非鱼、鳖 （2）同位素方法： 虾、鲽、鲈鱼,二）水产动物必需氨基酸的种类,1、必需氨基酸和非必需氨基酸的概念 2、必需氨基酸的种类,1、必需氨基酸和非必需氨基酸的概念,1）必需氨基酸（EAA）:指水生动物在体内不能合成或合成的量很少，远不能满足其需要量，必须从饵料中供给，如果缺乏会严重的降低生产性能，出现缺乏症。添加后生产性能得以部分恢复，缺乏症有所缓解，我们就称这些氨基酸为某水生动物的必需氨基酸。 （2）非必需氨基酸：指水生动物体内能利用其他物质合成足量的AA，不从饵料中供给，

11、也不会出现缺乏症,1、必需氨基酸和非必需氨基酸的概念,半必需氨基酸（条件必需氨基酸）： 在一定条件下能替代或节省部分必需氨基酸的氨基酸。 苯丙氨酸酪氨酸 蛋氨酸半胱氨酸甘氨酸丝氨酸,2、必需氨基酸的种类,表5-17 水产动物必需氨基酸的种类,表5-17水产动物必需氨基酸的种类（续,三 研究氨基酸需要量的方法,一）生长试验法： 水生动物摄食由低到高水平氨基酸的不同日粮，一般设6个水平，通过一定时间的饲养，然后测定其增重，采食量和饵料系数及体组织的其它指标，以不同的氨基酸水平为变量x，不同的增重为因变量y，来模拟回归模型，确定氨基酸的需要量,1、原理：当氨基酸没有满足需要量时，血清中的氨基酸水平维

12、持在最低值，满足需要量以后，血清中的氨基酸大幅度增加，且随添加水平的增加而增加。 2、结果：根据斑点叉尾鮰血清中Lys、Thr、His、Met，虹鳟血清中Arg，罗非鱼肌肉中的Lys、Thr、Val确定了相应AA需要,二）血清和组织氨基酸研究,即根据测定氧化产物来判断。设氨基酸在没有满足需要量以前，主要用作体蛋白的沉积。因此在组织中氧化产物的量一直在较低的水平，而当满足需要量后，主要用于氧化供能，氧化产物大幅度提高,三）氨基酸氧化研究,四、主要水产动物氨基酸的需要量,表5-18 主要水产动物氨基酸需要量,二）限制性氨基酸 概念：在饲料蛋白质中EAA的含量和动物的需要量相比，比值偏低的氨基酸；由

13、于这些氨基酸的不足，限制了动物对其他必需和非必需氨基酸得利用。 比值最低的成为第一限制性氨基酸，以后依次称为第二、第三、第四； Lys, Met, Try, Arg 是淡水鱼饲料中最容易缺乏的限制性氨基酸。 不同的饲料，对不同的动物，限制性氨基酸的顺序不完全相同,2.3 以饲粮（饲料）所含可消化（可利用）氨基酸的量与动物可消化（可利用）的氨基酸的需要量相比，确定的限制性氨基酸的顺序更准确，与生长试验的结果也更接近。 2.4 常用禾谷类及其他植物性饲料，对于猪，Lys 常为第一限制性氨基酸；对于家禽，Met一般为第一限制性氨基酸。Met为豆饼的第一限制性氨基酸,三)氨基酸平衡 1、概念：指配合饲

14、料中各种EAA的含量及其比例等于动物对EAA的需要量。 2、水桶法则：把氨基酸平衡比喻成木水桶，只有构成木水桶的各木片一样高，才能装满一桶水。如其中有一片低，装水只能装到低木片的高度，其余木片再高也没有用处，氨基酸也是这样，只有各种氨基酸含量均衡，才能被动物吸收，某一种氨基酸含量少，其它再多也没有用,必需氨基酸的木桶模式图,3、氨基酸的缺乏,在低蛋白质，可有一种或几种必需氨基酸含量不能满足动物的需要。 氨基酸缺乏不完全等于蛋白质缺乏。 蛋白质不足，但个别氨基酸并不缺乏,4、氨基酸中毒 在自然条件下几乎不存在氨基酸中毒，只有在使用合成氨基酸大大过量时才有可能发生。 就过量氨基酸的不良影响而言，蛋

15、氨酸的毒性大于其他氨基酸,5、氨基酸的互补,指在饲料配合中，利用各种饲料氨基酸的含量和比例的不同，通过两种或两种以上饲料蛋白质配合，相互取长补短，弥补氨基酸的缺陷，使饲料氨基酸比例达到较理想状态,6、氨基酸的拮抗 1、概念：某些氨基酸在过量的情况下，有可能在肠道和肾小管吸收时与另一种或几种氨基酸产生竞争，增加机体对这种（些）氨基酸的需要，此种现象称为氨基酸的拮抗。 2、存在拮抗现象的几组氨基酸 赖氨酸 精氨酸 缬氨酸 亮氨酸、异亮氨酸 苯丙氨酸 缬氨酸、苏氨酸 亮氨酸 甘氨酸 苏氨酸 色氨酸 3、存在拮抗作用的氨基酸之间，比例相差愈大，拮抗作用愈明显。拮抗往往伴随着氨基酸的不平衡,6、氨基酸的

16、拮抗,4、赖氨酸（Lys）与精氨酸（Arg） 在斑点叉尾鮰（Robinson,1981)、虹鳟（Davies,1997)、对虾(Hew,1982)没有发现有拮抗 在稚鳖上发现有拮抗现象，对生产性能没有影响，仅引起蛋白净沉积效率下降（周小秋,1998） 5、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸(Ile)、缬氨酸(Val)之间 斑点叉尾鮰上两种氨基酸存在拮抗（Robinson，1984,六、合成氨基酸的应用,一）合成氨基酸应用后的效果 （二）影响水生动物利用合成氨基酸的因素 （三）提高合成氨基酸利用采取的措施,一）合成氨基酸应用后的效果,1、现在大量研究发现：在饵料中添加合成氨氨基酸没有效果，水生动物是几乎

17、不能利用合成氨基酸。 2、在含棉籽粕较高的饵料中添加L-赖氨酸可以减少毒性。 3、在含豆粕的饵料中添加赖氨酸可以提高鳟鱼和鲤鱼的生长率,二）影响水产动物氨基酸合成的因素,1、合成氨基酸与蛋白结合的氨基酸吸收不同步 2、电解质平衡问题 3、氨基酸排出增加,1、合成氨基酸与蛋白结合的氨基酸吸收不同步,1）合成氨基酸进入消化道后，不经过消化直接吸收，速度较快。而以蛋白结合形式的氨基酸要先经过消化，进入体内速度慢。 （2）测定相差15小时左右,2、电解质平衡问题,1）通过添加乙酸钠和乙酸钾调节pH，提高鲤鱼氨基酸的利用。 （2）在调节氨基酸的代谢中起作用,3、氨基酸排出增加,1）幼鲤摄食合成氨基酸配制

18、的饵料，在24小时内，排出36%； （2）在鲤鱼上研究发现：晶体氨基酸+酪蛋白饵料；凝胶+酪蛋白饵料氨基酸的排出量分别为12.8%和1,三）提高合成氨基酸利用采取的措施,1、添加合理构型的氨基酸 2、提高合成氨基酸吸收的同步性 3、提高投饵次数,1、添加合理构型的氨基酸,1）赖氨酸必需使用L型； （2）水生动物对DL型蛋氨酸利用率为100%； （3）水生动物对羟蛋氨酸（MHA）的利用率仅为L-型的26%，但是畜禽则为80,2、提高合成氨基酸吸收的同步性,主要采取稳定化处理，其中最主要的方法是将合成氨基酸进行包被。 Murai(1981)研究表明：用酪蛋白包被的合成氨基酸纯合饵料饲喂鲤鱼，生长速

19、度为没有包被的4倍,3、提高投饵次数,饲含合成氨基酸饵料，在投饵率为3%时，投喂次数从4次提高到6次，可以提高生长速度（Aoe等，1970） 作用机理：使后投喂的合成氨基酸与蛋白质的吸收同前面投喂的蛋白质同步,四、氨基酸的消化率,一） 氨基酸消化率的表示 （二）主要原料氨基酸的消化率 （三）影响水生动物氨基酸消化率的因素,一）氨基酸消化率的表示,氨基酸消化率=（摄入氨基酸量排出氨基酸量）/摄入氨基酸量,二）主要原料氨基酸的消化率,表5-19 二龄鲤鱼氨基酸消化率,三）影响水产动物氨基酸消化率的因素,1、加工工艺：粉碎粒度，调制的温度和时间，碳水化合物糊化程度。 2、有害因子：引起酶活力降低，消化道破坏，影响消化吸收的抗营养因子。 （有毒有害物质，抗营养因子，多聚糖） 3、氨基酸的不同测定方法,五 水产动物蛋白质和氨基酸营养价值,一）化学分析和化学比分，限制氨基酸的概念 （二）必需氨基酸指数 （三）蛋白质效率比和蛋白质利用率 （四）理想蛋白质,一）几个重要的概念,1、化学分析： 对饲料，动物组织及动物排泄物的某些成分，进行定性、定量的分析。 粗蛋白质（crude protein, CP） 粗蛋白是使用较早的蛋白质质量评定指标，仅能反应饲料或饲粮总含氮物的多少,2、可